Антенный коммутатор

Мысль о необходимости изготовления качественного антенного коммутатора заставила изучить наработки коллег в этой области. В связи с этим, был порыт интернет и я столкнулся с тем, что, фактически, выложенных наработок интересных решений (да еще и с фотографиями) не оказалось. Обсуждение в форумах давало некую ясность об отдельных аспектах, но остальное пришлось додумывать самому.

Предстояло решить такие вопросы:

1. Надежность
2. Внесение минимальных рассогласований в тракт АФУ
3. Гибкость конфигурирования, применительно к изменяющимся интересам в HAM-радио
4. Вандалоустойчивость
5. Эстетичный внешний вид

Основной и дорогостоящий вопрос - выбор реле. Несмотря на достаточность надежности разных изделий для автопромышленности, я решил «заложиться» на все случаи жизни и собрал 10шт реле В-1-В (tnx RV9CPA). Из них 7 пошли на основную нитку и 3 – на вторую. Заготовленные ранее для этой цели РЭН-33 было решено пустить, впоследствии, на коммутацию элементов различных НЧ антенн. Сейчас я бы сделал пульт на переключающих реле SANYOU типа SZ-S-124L, но это будет уже следующий коммутатор.

           Ну и далее, этапы конструирования моего коммутатора.

1. Компоновка ящика заняла некое время, но, в конечном итоге, решение было принято и начались слесарные работы

2. Для того, чтоб систему можно было гибко конфигурировать, было принято решение использовать плинты KRONE. Я использовал размыкаемые, но если Ваш корпус будет недостаточно герметичен, надежнее будут те плинты, которые имеют неразмыкаемые контакты.

3. Ящик готов:

Работа с «колбасой» из кучи кабелей и проводов управления была такой:

Я живу на 1 этаже в 9 этажном доме, а коммутатор должен стоять на крыше. Можете себе представить длину кабельного жгута - 60м! А в него вошли:

- магистральный фидер RFS ½’

- магистральный фидер SAT-50 для второго радио (на случай, если оно появится)

- кабель SAT-50 для TV-антенны

- кабель SAT-50 для УКВ антенны Х-300

- кабель заземления 16 кв.мм.

- кабель управления поворотными устройствами YAESU

- «полевка» П-274 для запитывания из шека электрической розетки 220В, смонтированной в коммутаторе. 

- 3 витых пары UTP-5 для коммутации реле и прочих нужд

Что ж – солидно.. Было решено все это разместить в металлорукаве 52мм. В дальнейшем оказалось, что такой диаметр избыточен, да и максимальный бур к перфоратору имел диаметр 40мм. Выше - уже очень профессиональная техника и отверстие в стене стало бы «золотым» по затратам на него.

Поиски металлорукава 38мм "в розницу" привели к пониманию того, что такой товар – редкая штука (не "ходовой" товар) и, к тому же, одним куском 60м не продается. И даже три куска по 20м найти было нереально, а делать уже что-то было нужно. В итоге, с трудом было найдено два куска по 20м + остатки добил «гофрой» 45мм длиной 20м.

Теперь можно вывозить все кабели в поле. Была найдена нужная площадка и мы вдвоем с RZ9CX принялись раскладывать кабели, их компоновку и вязку к кондуктору из проволоки диаметром 3мм (напоминаю – все это будет висеть с 1 по 9 этаж вертикально). Сам жгут вязался изолентой. Но не хорошей импортной, а нашей – жесткой. Затем весь жгут еще в нескольких местах вязался к кондуктору.  

               Теперь задача: весь жгут протолкнуть в 60 метровый металлорукав. Задача не такая простая, как кажется, т.к. диаметр металлорукава предельно минимален. Делалось это по очереди – каждый сегмент экрана по отдельности натягивался на жгут.

Далее нужно скрепить три куска экрана (металлорукавы и гофру) таким образом, чтоб это было прочно и герметично! Применялась вязальная проволока (прочность) и герметик в пистолете (герметичность).

               Вся конструкция была с трудом смотана с максимально возможным диаметром и с еще бОльшим трудом (тяжело!) погружена в большой багажник моего Ниссана и привезена к дому.

               Далее на уровне -2м от парапета крыши (чтоб не было свободного доступа) в стену вворачивался анкер с кольцом длиной 250мм – за него планировалось крепить карабин кондуктора. Собственно, этот анкер и должен будет держать на себе вес всего жгута в дальнейшем.

Подъем осуществлялся грузовой веревкой с крыши за карабин, который затем и был закреплен за анкер – конструкция начала принимать первые очертания.

               Далее нужно было пробурить в стене балкона толщиной 500мм отверстие для ввода металлорукава. Для этого был взят напрокат профессиональный перфоратор и бур 40мм SDS-max. Бытовой перфоратор для этого не годится..

               Завершением стало крепление жгута в металлорукаве вдоль стены здания в 4 местах на сантехнические хомуты с резиновыми прокладками – для исключения разбалтывания всей конструкции. Силовую вертикальную нагрузку хомуты не несли.

Что ж – самая важная часть была завершена. Далее заведение жгута в корпус коммутатора, уже закрепленного на стене аппаратной лифтовой и разделка концов кабелей.

Вот так это выглядит:

Останавливаться на тонкостях монтажа и разделки не буду – на фото выше примерно все понятно. Лишь обращу внимание на необходимость герметизации места ввода жгута в корпус коммутатора. Также нужно обратить внимание на практичность разделки кабелей UTP – в коммутаторе они разводятся на плинты KRONE, а в шеке я их связал в кучу и распаял внутри разъема DB-25, который впоследствии должен будет присоединяться к пульту управления коммутатором.

Вот мы и подошли к другой важной части: как-то всем этим нужно правильно и удобно управлять! Здесь надо отметить, что 3 года пульт выглядел вот так:

Т.е. переключал антенны на одной нитке и еще коммутировал одновременно запад/восток и CW/SSB. Но это было лишь временное (и не очень удобное) решение.

Идея создания пульта включала в себя следующие моменты:

1. Удобство произведения операций
2. Все операции по управлению антенным хозяйством должны производиться из одного корпуса
3. Надежность
4. Эстетичность
5. Функциональность

Очень уж хотелось обойтись без всяких П2К с зависимой фиксацией, галетных переключателей и прочего анахронизма. Решение пришло как-то неожиданно при переключении программ на старом телевизоре у знакомых. Псевдосенсорное управление казалось очень уж практичным – осталось продумать этот вопрос. И тут на глаза попалась идея, озвученная здесь да еще и с одновременным озвучиванием работы сплитом – фактор важный, т.к. мне хватило WPX2009CW, когда в короткий период активизировавшейся статики прием на A3S на 21МГц был просто невозможен, а переключение на 2эл на 7МГц создавало эффект прослушивания на антенну Бевереджа. Но ручное переключение галетником доставляло проблемы! А здесь предлагалась автоматическая ее реализация, пусть и недостаточно корректная. Естественно, и этот вопрос подлежал проработке и вот уже решение готово!

               Что ж - поиски корпуса! Хотелось, безусловно, что-то такое металлическое, что позволяло бы экранировать конструкцию, но подходящего ничего не было, да и после раздумий уже приоритета эта мысль не составляла – был куплен пластиковый корпус какого-то нонэйм производителя за 300р. Приобретение нужных кнопок PSW-22, нужного цвета, да еще и без фиксации, на тот момент, оказалось нереальной задачей – в городе их уже не было, а если и находились, то единичные экземпляры. Тут мне помог мой друг RA3ATX – пачка из 24 кнопок была мне доставлена почтой и сразу началась компоновка передней панели. С учетом того, что я планировал функцию сплита, количество кнопок увеличивалось в два раза, что несколько удручало, т.к. передняя панель выбранного корпуса уж очень не располагала столько в себя вместить, с учетом необходимости размещения на ней кучи тумблерочков и всяких дополнительных переключательчиков.

                Размещение кнопок было смоделировано и файл с изображением отправился на e-mail RV9CTD – Андрей помог на промышленном оборудовании нарезать кучу квадратиков в передней панели под кнопки на лазерной установке, чем сэкономил мне кучу сил, времени и нервов.

После получения панели, незамедлительно были вставлены кнопки – очень уж не терпелось посмотреть, как это выглядит. Забегая вперед, отмечу, что делать это было рано, т.к. предстояло в панели еще просверлить несколько других отверстий. Но уж ооочень хотелось J В таком виде панель пролежала года 2 – пока у меня не пришло новое вдохновение и я не взялся за изготовление пульта снова.

Далее были продуманы все возможные варианты коммутаций и принято решение о размещении дополнительных переключателей на передней панели, которые и были установлены.

               Что ж – дальше уже включался паяльник. Было решено разместить детали на макетной плате, в целях придания гибкости переконфигурирования конструкции в будущем.

               Процесс пайки опускаю, отмечу лишь, что все внешние органы управления к плате крепились на разъемах для удобства извлечения ее из корпуса и произведения необходимых переконфигураций. Сначала паялась передняя панель:

Потом плата

Монтажные перемычки делались с обратной стороны проводом МГТФ.

               Сверлилась и точилась задняя панель, которая должна иметь кучу разъемов, включая «перспективные». Я еще применил коммутационное поле (как в БМЗ Р-140) для того, чтоб в случае переконфигурации антенного хозяйства можно было оперативно изменять «настройки» пульта при автоматическом переключении антенн.

Итак, что было реализовано в пульте:

1. Возможность полноценной работы на разные антенны при переключении RX/TХ (сплит)
2. Встроен автоматический Band Decoder для возможности автоматического переключения антенн
3. Установлено коммутационное поле, которым можно «программировать» соответствие антенн диапазонам при автоматическом переключении антенн
4. Смонтированы раздельные органы переключения Запад-Восток и CW/SSB
5. Смонтирован отдельный ручной переключатель антенн для второй магистральной нитки
6. Смонтирован отдельный трехпозиционный тумблер для внешних приемных антенн (запад-север-восток)
7. Блокировка кнопок переключения антенн в режиме ТХ
8. Управление двумя поворотными устройствами YAESU (G800 и G1000) посредством одного пульта и по одному кабелю. При включении антенны 40-2CD на 7МГц реле РЭС-22, расположенная внутри коммутатора, перебрасывает кабель управления на G-1000. В обесточенном состоянии кабель управления постоянно подключен к G-800 с A3S.

Собственно, схема пульта отображена ниже:

Я не стану останавливаться на источнике питания и схеме Band Decoderа, т.к. у каждого конструктора эти варианты могут быть свои. Куча реле в пульте - из тех, которые были на 12В в большом количестве (tnx RZ9CX). Кстати, реле просто между собой клеились двусторонним скотчем, после чего весь брикет из 16 реле тем же скотчем клеился к плате. В зависимости от используемых типов реле, рекомендуется зашунтировать каждую обмотку диодом (VD25-VD39 на вложенной схеме), чтоб не повредить управляющие транзисторы.

               В верхней микросхеме используется только 7 портов, т.к. всего 7 антенн для передачи. А в нижней микросхеме используются все 8 портов, т.к. дополнительное реле с разъемом установлено для отдельной приемной антенны, непосредственно в коммутаторе и может использоваться в режиме «сплит».

              Обратите внимание на подключение кнопок основного узла (на базе IC1). Т.к. при включении пульта всегда происходит автоматическое включение порта №1, на него и была подключена чаще используемая антенна (A3S, в моем случае). Порт №2 пропущен.

               Единственное, что было бы правильней – взять индикацию включения антенны непосредственно с реле (см. схему). Но в выбранных микросхемах такая возможность уже была встроена и я воспользовался ей.

              А вот результат:

1.09.2010